Spring Boot系列21 Spring Websocket实现websocket集群方案讨论

清疚 2022-05-17 23:36 409阅读 0赞

## 概述 ##

本文对websocket集群的方案进行讨论：

1.  在websocket集群中，后端准确将指定的消息推送到指定的用户，前端实时接收服务推送的消息
2.  对websocket集群的方案进行讨论，并确定最佳方案

## webscoket集群方案 ##

### 集群方案分析 ###

![这里写图片描述][70]

在上个博文[Spring Boot系列20 Spring Websocket实现向指定的用户发送消息][Spring Boot_20 Spring Websocket]中实现向指定用户发送消息的功能，但是我们将提供websocket服务的服务进行集群（如上图）则存在如下问题：

上图中，用户A通过websocket注册到服务A，服务A通过STOMP协议订阅RabbitMQ上的消息，同理用户B。如果用户A连接到服务A上，那么在位于服务B上的MQ模块即使使用SimpMessagingTemplate实例向用户A发送消息，此消息也无法到达用户A，原因是因为服务B上没有服务A的注册信息，无法准确的推送消息.只有在服务A上的MQ模块使用SimpMessagingTemplate实例向这个用户发送消息，消息才会到达用户A

针对这个问题下文我们通过3个方案解决这个问题，并详细分析每个方案的有缺点。

### webSocket集群方案一 ###

**概述**  
不管消息的接收者连接在哪个服务上，每个服务A/B都接收消息，对相同的消息都使用SimpMessagingTemplate实例进行推送，保证总有一个消息会被用户收到。  
![这里写图片描述][70 1]

**详细流程如下**：  
1. 用户A/B分别通过ws连接服务A/B, 然后服务A/B通过stomp协议接入RabbitMQ  
2. 消息发送者将消息发送到RabbitMQ的交换机上，使用扇形交换机。这样保证同一个消息可以同时被服务A/B接收  
3. 两个服务上的MQ模块接收对应消息后，不管对应的用户是否是通过自己连接到RabbitMQ，直接使用SimpMessagingTemplate实例向消息中指定的用户推送消息  
4. 用户A/B接收到对应的消息

**优点**：  
1. 实现比较简单

**不足**：  
1. 消息生产者发送消息的RabbitMQ交换机必须是广播功能，如扇形交换机  
2. 为了保证消息顺利到达用户，相同的消息必须在两个服务A/B上执行相同的操作。这样如果服务越多，则重复的发送消息越多  
3. 如果用户不在线，无论发送多少消息用户都不能收到

### webSocket集群方案二 ###

**概述**  
使用redis缓存用户的websocket连接信息，记录用户登录到哪个服务上，当有消息过来时，将消息推送到用户登录的服务，然后服务都使用SimpMessagingTemplate实例进行推送

![这里写图片描述][70 2]

在方案一的基础上增加如下功能：  
1. 服务A/B上增加MQ模块，服务A/B上MQ模块会连接到RabbitMQ，分别订阅队列A/B  
2. 服务A/B增加WS模块，当websocket连接过来时，将此用户的连接信息存储到redis上，系统记住每个用户登录的到哪个服务  
3. 消息生产者将消息推送到交换机，不直接推送到服务A/B  
4. 增加新的模块dispatch，此模块接收到消息，然后从redis中读取要消息要推送到用户连接到那个服务器上，然后将消息发送到用户连接服务对应的队列中。如果消息要发送给用户B，则dispatch模块会将消息发送到队列B  
5. 服务A/B的MQ模块接收到消息后，使用SimpMessagingTemplate实例向指定用户推送消息

**优点**：  
1. 此方案克服上一个方案不足的地方

**缺点**  
1. 实现复杂  
2. 发送MQ消息的次数增加1倍

### webSocket集群方案三 ###

**概述**  
不使用SimpMessagingTemplate，使用RabbitMQ的客户端API直接向用户在RabbitMQ上订阅的队列发送消息

发现用户通过浏览器登录websocket并注册RabbitMQ时，此时这个连接会在RabbitMQ建立一个队列，队列的名称类似stomp-subscription-*\**，此队列绑定到默认交换机amq.topic，路由键为”web订阅队列名称+’-user’+websocket sessionId”（这里是demo-userpjplggbl，demo是stomp weboscket连接的队列名称，pjplggbl登录websocket登录时的websocket sessionId值），图片如下：  
![这里写图片描述][70 3]

根据这个，设计如下架构：  
![这里写图片描述][70 4]

在方案一的基础进行如下修改，新的架构图流程如下：  
1. 服务A增加WS模块，当websocket连接过来时，将此用户的连接信息（主要是websocket sesionId值）存储redis中  
2. 消息生产者发送消息到的交换机，这些服务不直接推送服务A/B  
3. 增加新的模块dispatch，此模块接收推送过来的信息，并从redis中读取消息接收用户对应的websocket sesionId值，然后根据上面的规则计算出用户对应的路由键，然后将消息发送到用户订阅的队列上  
4. 前端接收消息

**优点：**  
1. 即克服第一个方案不足的地方，又比第二个方案简单

## 结论 ##

方案三是最好的方案，下一篇文章，我们会介绍如何在代码中实现方案三

[70]: /images/20220518/95731ea97dd54f6b8601961839dce986.png
[Spring Boot_20 Spring Websocket]: https://blog.csdn.net/hry2015/article/details/81123549
[70 1]: /images/20220518/b3fe546321ad4bd1a8c3c1bc6ea5b8ff.png
[70 2]: /images/20220518/9a13245473074c849782c90c3004f7c0.png
[70 3]: /images/20220518/9f9ba97844da40abad64552e92d0e937.png
[70 4]: /images/20220518/fd4bc6b537a042fd9bf0f974f0126180.png